[发明专利]复合弓形凸缘的金属贴合装置修复

说明书

技术领域

本发明总体上涉及修复复合结构领域。特别地，本发明涉及用于复合弓形凸缘的贴合装置修复组件。

背景技术

用如聚酰胺酰亚胺或聚醚酰亚胺这样的热塑材料形成的复合结构耐高温和发动机防冻液。因此，这些复合结构可暴露在极端环境条件下，如飞行器发动机的热机油，这些热机油通常导致大多数其它弹性材料机械性能的降低。不过，虽然复合结构可耐高温，但这种复合结构及其部件在刚性附接到具有极大不同的热膨胀系数的金属结构时会受到热应力的影响，从而导致较弱复合结构中的裂纹。例如，用复合材料形成的弓形凸缘可容易地形成从螺杆所定位的凸缘中的开孔所辐射的裂纹。若没有注意到环境中的热应力，环境中的热应力可导致裂纹继续延伸到凸缘的边缘并导致整个凸缘的破裂。

传统上的修复技术局限于利用玻璃纤维/环氧树脂薄片或溶剂或热焊接更新段的凸缘重新构造技术。与最初的结构相比，目前的大多数修复技术所产生的修复组件具有较差的机械性能，而且并不解决部件之间的不一致问题。修复受损的复合结构的一种方法是更新整个结构。不过，这种工艺花费较高，尤其是在仅有单一的开孔或仅有一小部分复合结构损坏时。另一种选择是利用应用于结构的受损部分的薄金属片或贴合装置组件来仅将凸缘的片或片段恢复到可使用条件。修复受损复合结构的其它方法在发明人为Blackburn等人的美国专利No.5,876,651和No.5,965,240中进行了描述。

发明内容

一种修复复合凸缘的至少一个受损开孔的贴合装置组件。这种贴合装置组件包括嵌件、粘合剂和支撑件。嵌件位于受损开孔中，以提供通过复合凸缘的压缩负载传递。粘合剂直接位于复合凸缘的至少一部分上并接近于受损开孔。支撑件位于粘合剂上方。

附图说明

图1是具有开孔的弓形凸缘的透视图。

图2是具有受损端部的弓形凸缘的俯视图。

图3是具有在两个不同位置的三孔贴合装置的弓形凸缘的俯视图。

图4是具有在三个不同位置的四孔贴合装置的弓形凸缘的俯视图。

图5A是受损弓形凸缘的局部侧视图。

图5B是示于图5A中的受损弓形凸缘的局部俯视图。

图6A是修复的具有贴合装置的弓形凸缘的局部侧视图。

图6B是示于图6A中的修复的具有贴合装置组件的弓形凸缘的局部俯视图。

图7是将贴合装置安装到弓形凸缘的方法的框图。

具体实施方式

图1示出了具有弓形凸缘12的复合密封垫10。复合密封垫10用热塑材料形成且通常暴露在极端环境中，如高温喷气发动机油中。弓形凸缘12从复合密封垫10延伸并具有沿着弓形凸缘12的圆周的多个开孔14。衬套16和螺杆18(示于图5A)位于弓形凸缘12的开孔14内并用于将复合密封垫10连接到结构，如齿轮箱体。由于复合密封垫10所暴露的极端环境的原因，由热膨胀系数失配所产生的热应力经常施加在复合密封垫10上，尤其施加在弓形凸缘12的开孔14上。因此，接近于开孔14的区域可能破裂，且裂纹通常在弓形凸缘12上辐射到复合密封垫10的圆周。

图2示出了弓形凸缘12的俯视图，弓形凸缘12具有两个受损开孔14a，两个受损开孔14a具有裂纹15，一个裂纹15位于翼端20，另一个裂纹15位于非翼端22。可通过整理悬臂区域或接近于受损开孔14a的区域将受损翼端20和受损非翼端22从弓形凸缘12移去并且仅将未受损开孔14留在弓形凸缘12上来用常规的方式修复弓形凸缘12。或者，本发明中的系统和方法可用于修复这种损坏。

图3示出了具有贴合装置24的弓形凸缘12，更具体地来讲，弓形凸缘12具有两个不同的三孔贴合装置24a和24b。下面与贴合装置24有关的一般描述涉及随后所公开所有贴合装置。优选所制成的贴合装置24具有孔26，孔26的直径类似于弓形凸缘12的开孔14的直径，以叠盖受损开孔14a以及接近于受损开孔14a的未受损开孔14。优选形成贴合装置24的材料强于复合弓形凸缘12的材料且热膨胀系数类似于弓形凸缘12刚性附着的材料的热膨胀系数。这就允许弓形凸缘12的受损区域由贴合装置24加强贴合装置24设计用作现有部件的修复。可利用贴合装置24将从受损开孔14a辐射的裂纹15桥接，贴合装置24操作性地连接(即粘合)到弓形凸缘12。虽然本领域中熟练的技术人员会理解可用任何适当的材料制造贴合装置24，但在一个实施例中，贴合装置24用不锈钢制成。